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인간은 노화의 진행으로 호흡, 발성, 조음기관이 약화 된다. 즉, 후두 연골의 점진적 경화, 조음기관의 구조 변화, 폐의 탄성력 저하, 근육 긴장도 감소, 성도 내 점막 조직의 위축, 중추신경의 활동 저하, 신경종말의 수 감소, 혀의 움직임 저하를 유발하는데, 이는 발화와 관련된 음역, 공명, 억양 등에 직ㆍ간접적으로 영향을 미친다(Bennett et al., 2007; Kim, 2005).

말소리 명료도는 호흡, 발성, 공명 등 말 산출에 필요한 모든 요소를 반영한 측정치로, 노화로 인한 조음 구조와 기능의 변화는 말 명료도에도 영향을 끼칠 수 있다(Ramig, 1991; Yorkston et al., 1988).

인간은 자신의 생각이나 전달하고자 하는 정보를 말, 글, 손짓, 몸짓, 표정 등을 통해 의사소통 한다. 그 중 말(speech)은 의사소통에서 가장 효율적이고 직접적인 수단이다. 정상적인 말을 산출하기 위해서는 호흡, 발성, 공명, 조음기관의 협응이 원활하게 이루어져야 한다.

말을 산출하는 운동 프로그래밍 또는 말 산출과 관련된 신경이나 근육에 손상이 생겼을 경우에는 정상적인 말 산출에 문제를 일으키는데 이를 말ㆍ운동장애(motor speech disorder)라고 한다. 말ㆍ운동장애를 평가하기 위한 방법으로는 구어 과제(speech task)와 비구어 과제(non-speech task)로 구분된다. 비구어 과제는 조음기관들에 대한 운동범위, 속도, 규칙성을 관찰하는 것이고 구어 과제로는 말을 산출할 때 관련 기관들이 얼마나 효율적, 기능적으로 움직이는지를 평가하는 것이다(Kim, 2008). 현재 임상에서 많이 쓰이고 있는 구어 과제로는 최대발성시간(maximum phonation time: MPT), 교호운동(diadochokinesis: DDK), 표준문구읽기 등이 있다(Kim, 2008; Kim et al., 2004). 교호운동은 하나 또는 그 이상의 조음점을 바꾸어가며(Sim, 2001) 음절 반복을 최대한 빠르게 산출하여 조음기관의 운동성에 대한 정확성과 속도를 평가할 수 있는 유용한 임상도구(Park et al., 2014)이다. 교호운동 과제를 통해 조음기관들의 속도, 정확성 및 규칙성에 대한 측정이 가능하고 연인두 폐쇄가 적절한지, 과제를 지속하기 위한 호흡 및 발성이 적절한지에 대한 평가도 가능하다(Duffy, 2005; Freed, 2000). 교호운동의 하위 항목으로는 ‘퍼’, ‘터’, ‘커’ 등과 같이 동일한 음절을 반복하는 교대운동속도(alternate motion rate: AMR)와 ‘퍼터커’와 같이 음절의 조합을 반복하는 일련운동속도(sequential motion rate: SMR)로 이루어져 있다(Park et al., 2014). DDK 분석은 검사자가 직접 손으로 측정할 수 있으나 정확도와 규칙성 분석을 위해 연구에서는 소프트웨어를 사용하고 있다. 소프트웨어를 이용하여 분석할 경우 다양한 프로그램이 있지만 주로 KayPentax®에서 개발한 CSL(Computerized Speech Lab)의 하위 소프트웨어인 MSP(Motor Speech Profile)를 이용한다. MSP 검사를 통하여 검사자에게 평균 DDK 기간, 속도 및 peak 강도 등 관련 파라미터를 제공한다(Wang et al., 2009). 교호운동 속도와 말 명료도와의 상관관계에 대한 선행연구를 살펴보면 Tamura 등(2022)은 마비말장애의 경우 교호운동 속도가 느린 경우 명료도가 떨어진다고 보고하였으며, 청년층에 비해 노년층의 경우 교호운동 속도가 떨어질수록 명료도도 저하되는 상관성이 있다는 다수의 연구가 보고되고 있다(Cho & Kim, 2013; Tafiadis et al., 2022; Takeuchi et al., 2021).

교호운동과 함께 명료도 측정을 위해 모음공간 분석도 많이 사용되고 관련 연구가 보고되고 있다. 모음공간 분석은 정상뿐만 아니라 다양한 언어장애의 조음 운동 능력을 조사하고 말 명료도를 분석하는 연구 분야에서 광범위하게 사용되어지고 있다(Bradlow et al., 1996). 이러한 측정의 기본적인 가설은 큰 모음공간이 혀의 높이(제1 포먼트 수준) 또는 혀의 전후 운동(제2 포먼트 수준)과 관련하여 조음 운동의 더 나은 움직임을 반영한다고 볼 수 있다. 따라서 노인 화자의 모음공간 영역의 감소는 말의 명료도가 감소한다는 것을 나타낸다(Neel, 2008). 많은 연구자들이 다양한 언어장애에서 모음 공간을 측정하여 보고하였다. McRae 등(2002)은 마비말장애가 있는 성인들의 경우 모음공간이 감소했다고 보고하였으며, 노화 진행에 따라 모음공간이 감소한다는 다수의 연구가 보고되었으며(Davatz et al., 2021; Scukanec et al., 1991; Todaka, 2007), 이상의 연구들에서 모음공간과 말의 명료도는 강한 상관관계가 있는 것으로 나타났다. 즉, 모음공간 감소는 결국 말의 명료도 저하를 나타내는 것이다.

말소리 명료도는 청자의 입장에서 화자가 발화한 메시지의 해석 정도로 정의할 수 있다. 이는 화자가 발화한 음향학적 신호인 메시지를 청자가 정확히 받아들이고 해석하는 정도이다(Lee, 2010). 말 명료도를 평가할 때 영향을 미치는 요인은 모두 중요하지만 평가 대상과 목적에 따라 그 비중이 달라진다(Kim, 2001).

고령화가 진행되면 뇌의 역량이 떨어지고 기능이 상실된 뇌세포가 늘어남으로 노인들은 집중력, 판단력이 떨어진다(Hedden & Gabrieli, 2004). 이러한 노인들을 대상으로 명료도 검사를 하기 위해 단모음, AMR, SMR과 각각의 VSA 과제를 모두를 실시하기에는 시간적인 요소가 많이 필요하고 시간이 지남에 따른 집중도의 저하로 인해 결과가 부정확하게 측정될 것으로 사료된다.

현재까지 다양한 장애 영역에서 말 명료도와 모음공간 면적의 상관성에 대한 연구가 이루어져 왔지만(Lee, 2010; Sim et al., 2012), 말 명료도와 상관성이 높은 모음공간 면적과 교호운동과의 상관성에 대한 연구는 미비한 실정이다. 이에 본 연구는 노년층과 청년층을 대상으로 단모음, AMR, SMR의 속도에 대한 집단 간 차이와 모음공간 면적(vowel space area: VSA)의 특성에 대한 상관성을 확인하고 나아가 노인을 대상으로 신속한 말 특성 및 운동 구어 능력과 명료도 측정에 도움을 주고자 한다.

구체적인 연구 문제는 다음과 같다.

첫째, 모음 종류(/ㅏ/, /ㅣ/, /ㅜ/)에 따른 교대운동 과제(/파/, /피/, /푸/, /타/, /티/, /투/, /카/, /키/, /쿠/, /파티쿠/, /파피푸/, /타티투/, /카키쿠/)에서 집단 간 차이가 있는가?

둘째, 모음종류에 따른 AMR, SMR 과제에서 모음공간 특성에 차이가 있는가?

본 연구에서는 노년층을 대상으로 DDK 과제에 모음삼각도의 각 끝 지점에 위치한 /ㅏ/, /ㅣ/, /ㅜ/와 조합시켜 단모음, AMR, SMR, 모음공간 면적에 대한 차이를 확인하고 이와 더불어 각 끝점에 위치한 모음을 조합한 DDK 과제를 통하여 교호운동속도와 모음삼각도의 면적을 동시에 측정하여 청년과 노인의 교호운동 수행능력을 비교하고자 하였다. 본 연구 결과는 다음과 같이 요약해 볼 수 있다.

첫째, AMR 과제에서 청년집단과 노인집단 간 AMR 9가지의 과제에 대한 AMRavr값 즉 초당 반복되는 속도 분석에서 통계적으로 유의한 차이를 나타내었다. 이는 노년층이 청년층보다 DDK 수행력이 낮다는 선행연구(Cheon, 2007; Kim, 2003)와 일치한다. 하지만 /ㅏ/모음과 조합하였을 때 청년집단은 /pa/, /ta/, /ka/순서로 높은 수행력을 나타내었고, 노인집단은 /pa/, /ka/, /ta/순서로 높은 수행력을 나타내었다. 각 집단에서의 AMR과제에 따른 차이를 살펴보면 청년집단에서 /pa/가 /pi/와 /pu/보다 높은 수행력을 나타내었다. 노인집단에서 역시 동일한 양상을 나타내었다. 또한 노인집단은 /k/계열에서 /ki/과제가 /ka/와 /ku/과제보다 낮은 수행력을 나타내었다. 이는 노화로 인해 젊은 성인보다 연령이 높아질수록 혀의 움직임이 줄어드는 변화가 나타난다는 Bennett 등(2007)의 연구를 고려할 때, 조음위치가 연구개음인 /k/를 위치적으로 가까운 /ㅏ/, /ㅜ/와 조합한 것 보다 연구개와 가장 멀리 위치한 전설모음 /ㅣ/와 조합된 과제를 수행하는 데 있어 구강 움직임의 저하로 인한 낮은 수행력을 보인 것으로 예상된다.

둘째, SMR 과제에서 청년집단과 노인집단 간 SMR 4가지 과제에 대한 속도 분석 결과 /papipu/, /tatitu/, /kakiku/, /patiku/ 4가지 과제 모두 유의한 차이가 있었다. 청년집단의 SMR 수행속도는 /patiku/ (2.60/s), /papipu/ (2.26/s), /tatitu/ (2.24/s), /kakiku/ (2.26/s) 순으로 나타났으며 노인집단은 /patiku/ (1.72/s), /papipu/ (1.58/s), /tatitu/ (1.53/s), /kakiku/ (1.52/s) 순으로 노인집단이 모든 과제에서 수행력이 유의하게 낮았지만 각 과제의 교호운동 속도의 순서는 청년집단과 비슷한 양상을 나타내었다. SMR 과제에 대한 집단에서의 수행 값을 보면 청년집단에서 /patiku/과제에서 높은 수행력을 나타내었다. 이는 AMR 과제에서 가장 높은 수행력을 보였던 /pa/와 조음점의 위치가 동일한 자음과 모음이 결합된 /pi/와 /ku/의 조합이 반복적인 운동을 수행하는 데 있어 혀의 움직임을 최소화함에 따라 수행력이 높아졌다고 볼 수 있다.

셋째, 과제유형에 따른 집단 간 모음공간의 특성을 분석한 결과 모음공간 면적에 있어 모든 과제 유형에서 청년층의 모음공간 면적이 크게 나타났으나 통계적으로는 단모음에서만 유의하게 나타났다. 이는 반복속도가 빨라짐에 따라 모음공간 면적이 좁아지는 특성을 나타냈다고 판단된다. SMR 과제인 /patiku/에 대한 모음삼각도 그림을 살펴보면 청년집단에서는 정상적인 모음삼각도의 모양을 보이지만 노인집단에서의 모음삼각도를 보면 /ㅣ/모음이 후방화 되는 모양을 나타내었다. 또한 청년집단과 노인집단 모두 AMR 과제 중 /tu/과제에서 다른 과제에 비해 혀가 전방화 되는 특성을 나타내었다. 이는 치조음인 /t/와 후설모음 /ㅜ/가 만나 혀가 전방으로 견인되었다고 판단된다. 집단 간 과제 유형에 따른 VAI값을 분석해 보았을 때 청년집단이 노인집단보다 단모음, AMR 과제와 SMR 과제 모두에서 유의하게 높게 측정되었다. 또한 FCR값은 VAI값과 반대로 청년집단이 노인집단보다 단모음, AMR 과제, SMR 과제에서 유의하게 낮게 측정되었다. 이는 노인집단이 해당 과제를 수행하는 데 있어 모음의 중앙화 비율이 높아짐을 확인할 수 있었다. Lee(2010)의 연구를 고려하였을 때 VAI값과 FCR값은 말 명료도에도 많은 영향을 미치며, 명료도 저하를 보이는 특징 중 하나가 모음왜곡인 것을 감안하면 해당 단모음, AMR 과제 중 /pa/, /pi/, /pu/, SMR 과제를 수행할 때 노인집단의 명료도 또한 더 낮았다고 판단할 수 있다. 집단 간 F₂ ratio를 비교한 결과 단모음과 /pi//pu/, /ki//ku/, /ti//tu/, SMR에 대한 값이 청년층에서 유의하게 높게 측정되었다. F₂ ratio는 모음/ㅣ/와 /ㅜ/의 변형과 관련된 지표로서 조음 정확도를 보기에 유용한 변수로, 혀의 전ㆍ후 움직임 및 입술의 원순성 등 조음관련 움직임에 대해 파악하기 유용한 파라미터이다(Sapir et al., 2010). F₂ ratio값이 청년집단에서 유의하게 높게 측정된 것으로 보았을 때 노년층의 명료도가 청년층보다 낮았다는 것을 예측해 볼 수 있다.

노년층을 대상으로 한 대부분의 연구에서 주로 음성에 초점이 많이 맞추어져 있고 말ㆍ운동 능력에 대한 연구도 다양하게 이루어져 왔다. 하지만 정상노년층을 대상으로 한 교호운동과 모음삼각도의 연관성에 관한 연구는 미비한 실정이다. 본 연구에서는 노년층을 대상으로 청년집단과의 과제 유형에 따른 교호운동 속도의 차이와 모음삼각도의 특성에 대하여 알아보고 그 수치를 비교하여 제시하였으므로, 추후 정상 노년층에 대한 비교 자료로 임상에서 활용될 수 있을 것이라고 사료 된다. 또한 교호운동 과제를 변형시켜 모음삼각도를 함께 측정할 수 있는 자료로 사용해 보았다. 대부분의 과제에서 음절을 반복하여 발화하는 상황에서의 모음삼각도의 모양에서 정상적인 모음삼각도의 형태를 나타내었지만 SMR /patiku/ 과제에서는 노인 집단의 모음삼각도 모양이 변하는 양상을 보였다. VSA에 있어서는 통계적으로 유의한 차이가 나타나지 않았다.

본 연구의 제한점 및 후속연구를 위한 제언은 다음과 같다.

첫째, 본 연구에서는 DDK와 관련하여 초당 반복횟수만 비교하였다. 추후 연구에서는 DDK와 관련한 청년집단과 노인집단의 규칙성에는 어떠한 차이가 있는지 비교할 것을 제안한다.

둘째, 본 연구에서는 SMR 과제에 VSA에 대하여 비교ㆍ분석하였다. 비교 결과 SMR 과제에서 VSA에 대해서는 통계적으로 유의한 차이가 나타나지 않았지만 모음삼각도의 양상이 달라진 것을 보아 추후 연구에서는 모음삼각도의 모양에 대하여 비교분석을 해 볼 필요성이 있다.

셋째, 본 연구에서는 과제 유형을 단모음, AMR, SMR 세 가지로, 문장에 대한 비교를 할 수가 없었다. 또한 모음과 선행하는 자음 간 음향학적 특성이 달라질 수 있다. 이에 추후 연구에서는 문장읽기 상황 및 자음과 모음과의 음향학적 특성을 반영한 연구가 이루어져야 할 것이다.

이상의 연구내용을 바탕으로 모음 종류에 따른 교호운동 측정의 경우 한 번의 발화를 통해 교호운동 속도와 모음공간 분석이 가능함을 알 수 있었으며 이러한 동시 과제를 측정할 수 있는 소프트웨어가 개발된다면 임상현장에서 빠르게 명료도를 측정해 볼 수 있고 치료 전ㆍ후를 비교해 볼 수 있을 것으로 사료 된다.